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第46讲 植物细胞工程
高三生物总复习课件-选择性必修3 生物技术与工程
考点一 植物组织培养技术
1．细胞工程的概念
基础·精细梳理
考点一 植物组织培养技术
2．植物细胞的全能性
基础·精细梳理
考点一 植物组织培养技术
3．植物组织培养技术
基础·精细梳理
(1)过程(如菊花的组织培养)
考点一 植物组织培养技术
基础·精细梳理
(2)植物激素在植物组织培养中的作用
生长素/细胞分裂素 植物组织的发育方向
高 有利于根的分化，抑制芽的形成
低 有利于芽的分化，抑制根的形成
适中 促进愈伤组织的生长
简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤 名师解读
①光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
②植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，其造成的渗透压可能过高。
1．(2023·江苏南京调研)关于植物组织培养的再分化过程，说法错误的是 (　　)
A．再分化过程中，不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B．脱分化与再分化过程所使用的培养基主要是激素浓度及用量比例的不同
C．再分化过程在实验室或植物组织培养车间进行，需要避光处理
D．再分化过程中，核遗传物质没有发生改变，但mRNA有变化
【考向】结合植物组织培养，考查科学探究能力
考点一 植物组织培养技术
典例·精心深研
2.(2019·全国卷Ⅲ，38)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
回答下列问题：
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有______________________________。
【考向】结合植物组织培养，考查科学探究能力
考点一 植物组织培养技术
典例·精心深研
全能性
形成完整植株所需的全部基因
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是_______________________________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是_______________________
__________________________________________________________________________。
在新的培养基上愈伤组织通过细胞的______________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是_______________________________________________________________。
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的____________，这种繁殖方式属于________繁殖。
考点一 植物组织培养技术
典例·精心深研
分化(再分化)
形成层容易诱导形成愈伤组织
诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
遗传特性
无性
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
基础·精细梳理
1．植物体细胞杂交技术　
无性生殖
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
基础·精细梳理
(3)过程
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
基础·精细梳理
(4)意义和局限性
1．植物组织培养与植物体细胞杂交的比较
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
重点难点·透析
2．植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
重点难点·透析
1．(2022·江苏盐城调研)马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因，少数马铃薯野生种存在青枯病的抗性基因。由于核型等差异，野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交繁育，为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种，研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究，过程如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A．在低渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶
处理A和B以获得两种原生质体
B．培育成的马铃薯新品种与野生型或四倍体栽培种之间存在核型差异
C．过程②的培养基中需添加等量的生长素类和赤霉素类植物生长调节剂
D．③为再分化过程，可用 DNA 分子杂交技术鉴定植株的抗病性状
【考向1】围绕植物体细胞杂交技术，考查科学思维
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
典例·精心深研
2．(2023·湖北黄冈调研)下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是(　　)
A．图中过程②表示再分化的过程
B．植物体细胞融合完成的标志是
原生质体融合
C．已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于
三倍体
D．该过程体现了植物细胞的全能性
【考向1】围绕植物体细胞杂交技术，考查科学思维
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
典例·精心深研
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
基础·精细梳理
2．植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
基础·精细梳理
(2)作物新品种的培育
单倍体育种、突变体的利用
(3)细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物：是一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
②细胞产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
③植物细胞培养：是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
在特定组织或器官中，并在一定环境和时间条件下产生
1．单倍体植株是进行体细胞诱变和研究遗传突变的理想材料，其原因在于___。
提示　大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现
2．马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好。利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种种植的思路是______。
提示　将野生马铃薯细胞与马铃薯栽培种细胞进行融合，经植物组织培养技术培养成植株
3．结合诱变育种，从细胞工程的角度出发，简述一种培养抗寒香蕉品种的方法及步骤。
提示　体细胞诱变育种。利用诱变剂等方法使香蕉离体培养细胞发生基因突变，再利用植物组织培养技术发育成完整植株，然后筛选培育出抗寒品种
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
情境推理·探究
3．(2023·广东茂名调研)紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质，细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。
【考向2】植物细胞工程的应用
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
典例·精心深研
(1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的_________，愈伤组织细胞具有较强的______________________能力。这一技术的成功实现了组织培养技术在一个重要领域的应用，即__________________________。
(2)对比分析两个曲线图可知：培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是_____________________________________________；在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是________________________________________________
____________________(答三点)；与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有__________________________________等优点(答两点即可)。
(3)植物生长调节剂在组织培养中具有极其重要的作用，其中赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是____________________________。
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
典例·精心深研
脱分化
分裂、分化(分生)
细胞产物的工厂化生产
培养的细胞数量减少、某些代谢产物积累等
防止微生物污染，保证氧气供应充足，使细胞与培养液充分接触
产量高、节约资源、保护环境
促进培养细胞的伸长
1．(2021·福建卷，11)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是(　　)
A．愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B．获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C．可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D．用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
重温真题 经典再现
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2．(2021·江苏卷，5)植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是(　　)
A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养
B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构
C．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
重温真题 经典再现
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3．(2019·北京卷，4)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述，错误的是(　　)
A．将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞
B．通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定
C．调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株
D．经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体
重温真题 经典再现
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4．(2019·江苏卷，20)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是(　　)
A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
重温真题 经典再现
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